摘要:
目前市面上的青少年背包主要通过肩部来进行载荷,而忽略了腰部载荷的作用。背包长期负重
不当会影响脊柱生长。为了平衡肩部、腰部和臀部的载荷,设计一种通过臀部带和弹性杆结构改变重力传递方
式的减重背包。首先对人体背包进行生物力学分析,提出设计方案;然后借助 ADAMS 对传统背包与减重背包
在平地、上坡、下坡 3 种路况下进行人体肩部、腰部和臀部载荷的动力学仿真,并利用 MATLAB 对 2 种背包
的肩部、腰部和臀部的力矩进行分析。结果表明减重背包减轻了肩部 6.1%和腰部 5.4%力矩;减重背包肩部力
矩与腰臀部合力矩的比值是 4.17,而传统背包的比值是 6.58。减重背包减少了肩部和腰部的载荷,同时发现肩
部力矩与腰、臀部合力矩的比值越小,转移到臀部的力矩越大,背包的平衡性越好,表明了减重背包优于传统
背包。
中图分类号:
秦榕 , 涂细凯 , 甘畅 , 李肖 . 一种保护青少年脊柱健康的减重背包设计与研究[J]. 图学学报, 2022, 43(5): 948-956.
QIN Rong , TU Xi-kai, GAN Chang , LI Xiao. Design and research of a weight-reducing backpack to
protect the health of adolescents’ spine[J]. Journal of Graphics, 2022, 43(5): 948-956.